棉织物前处理.doc

实验一 棉织物前处理及染色实验实验目的 掌握涤棉混纺织物退煮漂一浴法的工艺，棉织物和纱线的丝光方法，直接染料染色的一般方法。文献综述棉织物前处理领域中的开发应用顺应了绿色生产加工和可持续发展的要求,符合现代工业生产高效、环保、节水、节能的时代要求,具有广阔的应用前景。本课题主要研究全棉帆布的生物酶精练和低温无碱漂白前处理工艺,并对生物酶的精练机理进行初步探讨。本研究属棉织物前处理“清洁生产”的范畴,对推进工厂实现棉织物前处理过程中“节能降耗减排”有现实意义。 研究了碱性果胶酶或中性纤维素酶单一酶精练的加工工艺条件,在此基础上对这两种酶进行复配,利用它们之间的生物相容性和协同作用,通过单因素和正交实验优化得到复合酶精练工艺。复合酶在50-60和pH近中性条件下,经过60min即可完成精练工序,综合成本低。复合酶精练织物的润湿性和染色性能与碱精练的相当,强力损失小,布面光洁,手感柔软,但白度较差。 通过FT-IR ATR光谱和扫描电子显微镜分析了生物酶精练棉纤维的表面杂质去除及表面形态的变化,碱性果胶酶可以有效地去除果胶质,但对蜡质的去除效果很差,即使有表面活性剂的辅助乳化作用;中性纤维素酶凭借对棉纤维初生胞壁的刻蚀作用,使纤维表面的蜡质去除效果明显,果胶质也有部分去除;复合酶对棉纤维表面的果胶质和蜡质都有较好的去除效果,处理后的纤维表面较光滑,纹理清晰。 为了实现全棉帆布的无碱漂白,通过单因素和正交实验研究分析H_2O_2浓度、稳定剂浓度和pH值等因素,优化得到了复合酶精练后全棉帆布的无碱双氧水漂白工艺;并通过探讨H_2O_2/TAED体系低温漂白的影响因素(H_2O_2浓度、TAED浓度、漂白温度、时间、起始pH值及稳定剂)得到了复合酶精练后全棉帆布的低温漂白工艺。高温和低温两种无碱漂白方法处理后,棉织物的果胶、蜡质去除率,白度和润湿性都较好;但高温无碱双氧水漂白工艺中过氧化氢用量(8g/L)和漂白温度(98)都较高,造成处理织物强力损失较大,纤维表面局部出现细小裂痕,虽然达到了减排的目的,但节能效果不突出;而低温漂白工艺(处理温度70左右,过氧化氢用量4g/L,pH值8左右,时间40-60min)节能减排效果明显,而且织物的染色性能较好,强力损失较小,纤维表面无明显损伤痕迹。 实验还对酶氧一浴低温练漂体系的可行性进行了研究,得到了全棉帆布酶氧一浴低温处理工艺:95热水预处理10min。碱性果胶酶ScourzymeL 1.5 g/L,中性纤维素酶Cellusoft CR 0.8 g/L,NW800 1g/L,H_2O_2 4g/L,TAED 13.4 g/L,焦磷酸钠3g/L,浴比1:20,pH 8,先于55保温振荡处理60min,后升温至65保温振荡处理20-30min。酶氧一浴短流程练漂工艺具有耗水耗能小的优点,处理后织物白度、润湿性和染色性能都较好,杂质去除效果好,强力损失小,纤维表面光滑且无侵蚀损伤的痕迹。 棉织物前处理须经烧毛、退浆、煮练、漂白、丝光等工序，工艺流程较长，使用的设备也多。经过这些加工过程，可以除去棉纤维中的天然杂质及纺织过程中带来的浆料污物，获得纯净的棉织物，为后续印、染工序提供合格的半制品。(一)烧毛 纱线纺成后，虽然经过加捻并合，仍然有很多松散的纤维末端露出在纱线表面，织成布匹后，在织物表面形成长短上一的绒毛。布面上绒毛影响织物表面光洁，且易沾染尘污，合成纤维织物上的绒毛在使用过程中还会团积成球。绒毛又易从布面上脱落、积聚，给印染加工带来不利因素，如产生染色、印花疵病和堵塞管道等。因此，在棉织物前处理加工时必须首先除去绒毛，现一般均采用烧除的方法。 烧毛方法有两种，现有烧毛机有气体与热板两类。前者适合于中薄型棉织物的烧毛 后者则对粗厚和低级棉织物较宜, 因其织物与赤热板摩擦通过后, 有炭化部分棉杂的功效。气体烧毛的质量主要决定于火焰温度及火苗均匀一致, 但这与火口的结构有关1。前者利用可燃性气体燃烧直接燃去织物表面绒毛；后者为间接烧毛，即将金属板或圆筒烧至赤热，再引导织物擦过金属表面烧去绒毛。与这两种方法相应的烧毛设备，有气体烧毛机（无接触式烧毛)、铜板烧毛机和圆筒烧毛机。气体烧毛机操作方便，适应性广，目前各厂普遍采用气体烧毛机。铜板及圆筒烧毛机劳动强度高，工作条件差，除灯芯绒厂尚在使用外，已应用上多。(二)退浆 以纱为经线的织物，在织造前都必须经过上浆处理，以提高经纱的强力、耐磨性及光滑程度，从而减少经纱断头，保证织布顺利进行。经纱上浆所用桨料有天然浆料如淀粉、野生淀粉，化学浆料如聚乙烯醇（PVA）、聚丙烯酸（PAA），纤维素制剂如羧甲基纤维素（CMC）等。上浆液中还加入其它成分如防腐剂、柔软剂、吸湿剂、减磨剂等。经纱上浆率的高低和纤维的质量、纱支、密度等有关，纱支细、密度大的织物，经纱上浆率高些，一般织物上浆率4%8%。经纱上浆料品种与织物使用的纤维品种有关，淀粉浆多用于纤维素纤维织物，如棉织物、麻织物等，化学浆料多用于合纤织物。有时也使用混合浆料上浆。退浆是在退浆剂及一定作用条件下进行退浆。（1）酶退浆酶的本质是蛋白质，是一种生物催化剂。酶的作用效率高，作用条件缓和，不需要高温高压等剧烈条件，作用快速。(2)碱及碱酸退桨热的稀烧碱溶液可以使各类桨料发生溶胀，还能增加一些浆料的溶解性，使桨料与纤维的粘着变松，在机械作用下较易洗除大部分桨料，碱退桨率达50%70%。(3)氧化剂退浆强氧化剂如过酸盐、过氧化氢、亚溴酸钠等，对各种浆料都有使浆料大分子断裂降解的作用，从而容易从织物洗除。氧化剂退浆速度快，效率高，质地均匀，还有一定的漂白作用。2(三)煮练烧碱是棉及棉型织物煮练的主要用剂，在较长时间热作用下，可与织物上各类杂质作用，如脂肪蜡质被碱及其生成物皂化乳化，果胶质生成果胶酸纳盐，含氮物质水解为可溶性物，棉籽壳膨化容易洗掉，残余浆料进一步溶胀除去。为了加强烧碱的作用，在练液中还需加入亚硫酸氢钠、水玻璃、磷酸三钠和润湿剂。煮布锅煮练的工艺流程如下：轧碱进锅堆布煮练水洗出布。漂白。经过煮练，织物上大部分天然及人为杂质已经除去，毛细管效应显著提高，已能满足一些品种的加工要求。但对漂白织物及色泽鲜艳的浅色花布、色布类，还需要提高白度，因此需进一步除去织物上的色素，使织物更加洁白。再就是织物虽经过煮练，尤其是常压汽蒸煮练，仍有部分杂质如棉籽壳未能全除去，通过漂白剂的作用，这些杂质可以完全去掉。棉印染厂广泛使用次氯酸盐、过氧化氢等氧化性漂白剂。（四）丝光棉纤维用浓烧碱溶液浸透后，可以观察到棉纤维不可逆的剧烈溶胀，纤维横断面由扁平腰子形转变为圆形，胞腔也发生收缩，纵向的天然扭曲消失，长度缩短。如果在对纤维施加张力时浸浓碱，不使纤维收缩，此时纤维表面皱纹消失，成为十分光滑的圆柱体，对光线有规则地反射而呈现出光泽。若在张力持续存在时水洗去除纤维上碱液，就可以基本上把棉纤维溶胀时的形态保留下来，成为不可逆的溶胀，此时获得的光泽较耐久。由于烧碱能进入棉纤维内部，使部分晶区转变为无定形区，去碱、水洗后这种状况也基本保留下来，棉纤维的吸附性能也因此大为增加。棉布丝光方法及其工序安排有多种，如坯布丝光、干布丝光、湿布丝光、热碱丝光、染后丝光及其它丝光方法。目前在生产中应用最多的仍是干布丝光法，即在织物练漂后轧水烘燥成为干布再进行丝光。实验原理 机织物在织造时，经纱会受到外力作用而发生起毛断裂，需要进行上浆处理。棉织物常用淀粉浆或淀粉和PVA的混合浆，上浆率一般为48。当退浆率在80以上即可满足印染加工的要求。酶退浆是用于棉织物退浆的方法之一。而浆料的存在，会阻碍染化料向纤维内部的渗透，故在染整加工中，首先要进行以去除浆料为主要目的的退浆处理。酶退浆是用于棉织物退浆的方法之一。淀粉酶（主要是-酶）对淀粉大分子具有强烈的催化水解作用，在温和条件下，使淀粉大分子降解为水溶性的糊精、麦芽糖和葡萄糖。利用淀粉酶的这种作用，可高效率地分解织物上的淀粉浆，且水洗排放液中所含成分均可生物降解，对环境无污染，但只用于含淀粉浆的织物退浆。碱退浆是棉织物退浆的另一种常用方法。碱可使淀粉浆、化学浆料（PVA等）等发生一定程度的溶胀，使其由凝胶状态转化为溶胶状态，对纤维附着力降低，在水洗过程中，经水的机械冲击作用，浆料脱离纤维，从而达到退浆的目的。该方法适用于大部分浆料的退浆。参考文献1李群根 纯棉针织物前处理染色短流程加工工艺探索 东华大学 实验过程一、 浸渍法退煮漂一浴工艺 1. 主要实验材料 化学品和仪器 棉织物坯布 氢氧化钠 双氧水 烧杯 量筒 温度计 电子天平 2. 实验处方和工艺条件 氢氧化钠8g/L28%双氧水5g/L浴比1:30温度8085时间60min3. 实验步骤 按照实验处方称取规定量的助剂，量取规定量的蒸馏水于烧杯中，加入氢氧化钠，搅拌均匀。升温至8085，加入双氧水。 取一块20cm20cm（经纬）的棉织物坯布，用少量蒸馏水润湿，挤干后投入工作浴中，保持处理60min，取出热水洗（8085，）温水洗（5060）冷水洗，晾干。二、 丝光工艺1. 主要实验材料漂白纯棉织物 氢氧化钠 硫酸 烧杯 量筒 电子天平2. 实验处方及工艺条件 氢氧化钠150g/L总液量1000ml丝光温度室温碱作用时间5min3. 实验步骤：取步骤一漂白纯棉织物，按照实验处方用蒸馏水配成碱液，将漂白纯棉织物放入碱液中，室温保持5min，用热水（8090）洗5min，洗两次，冷水洗。硫酸（2g/L）中和处理5min，浴比1:20，充分水洗进中性，用PH试纸检验达中性后晾干。三、 直接染料染色及电解质的影响1. 试验主要材料丝光漂白棉布 直接湖蓝5B(B类) 食盐 平平加O 烧杯 染杯 表面皿 量筒 移液管 吸耳球 温度计 电子天平 恒温水浴锅 烘箱2. 实验处方和工艺条件试样一二直接湖蓝5B/%(对织物重)22食盐/(g/L)1020染色温度/9090染色时间/min4545浴比1:501:501/2食盐1/2食盐染色工艺曲线冷水洗烘干5015min15min15min9040入染3. 实验步骤用蒸馏水配置染料溶液，在干净的染杯中加入规定量的染料溶液，补足所需水量。染浴配置完成后，升温至40，将已润湿的丝光漂白棉布挤干后投入染浴中开始染色，染杯中盖上表面皿。 染浴在15min内逐渐升温至90，在90染15min后逐渐降温至50，染色完取出试样，用冷水洗，洗净的织物烘干。 分别测定试样一和二在入染、30min、60min的上染百分率。比较电解质对染色工艺的影响。四、 温度对直接染料染色的影响 1. 实验主要材料丝光漂白棉布 直接湖蓝5B(B类) 食盐 平平加O 烧杯 染杯 表面皿 量筒 移液管 吸耳球 温度计 电子天平 恒温水浴锅 烘箱 2. 实验处方及工艺条件试样三四直接湖蓝5B/%(对织物重)22食盐/(g/L)1010染色温度/室温60染色时间/min4545浴比1:501:501/2食盐1/2食盐染色工艺曲线冷水洗烘干5015min15min15min15min60常温入染4. 实验步骤用蒸馏水配置染料溶液，在干净的烧杯中加入规定量的染料溶液，补足所需水量。染浴配置结束后，将已润湿的丝光漂白棉布挤干后投入染浴中开始染色，染杯上盖上表面皿。第一个染浴保持室温，第二个染浴在15min后升温至60，在60染15min后加入1/2食盐，60继续染15min后加入剩余1/2食盐，再继续染15min，然后逐渐降温到50。染色完毕取样，用冷水洗净织物，烘干。 分别测量试样三和四在入染、30min、60min时的上染百分率，比较温度加入量对染色工艺的影响。实验记录一浴法工艺 织物重（100mm*100mm ）5.2907g氢氧化钠（s）1.2672g双氧水（30%）2.8385g作用时间（h）1h处理后织物重5.0187g丝光工艺氢氧化钠(s)250g总液量1000ml丝光温度室温（25）碱作用时间（min）5染色工艺试样一入染时的上染百分率0.558试样一30min时的上染百分率0.448试样一60min时的上染百分率0.384试样二入染时的上染百分率0.568试样二30min时的上染百分率0.467试样二60min时的上染百分率0.407试样三入染时的上染百分率0.588试样三30min时的上染百分率0.518试样三60min时的上染百分率0.487试样四入染时的上染百分率0.581试样四30min时的上染百分率0.424试样四60min时的上染百分率0.388数据处理织物重=5.2907g 浴比=1:30 整理液=5.290730=158.721g=0.159L（整理液的密度与水的密度接近）NaoH=0.1587218=1.269768g1.27mL（NaoH稀溶液的密度与水的密度接近）0.158725=0.794g 因为浓度为28% 所以蒸馏水体积=159mL-1.27mL-2.83mL=154.90mL丝光棉布质量： 湖蓝5B1 1.1955g 1.19550.02=0.02391g 2 1.2086g 同理 0.024173 1.1920g 0.02384g4 1.2150g 0.02430g